我国云量时空变化特征及其与副热带夏季风 北边缘带关系研究

利用1980—2015年全国549个气象台站日平均总云量、逐日降水资料以及NCEP/DOE-2月平均和逐日再分析资料,分析了我国云量的分布和时空变化特征及其与副热带夏季风北边缘带的关系,两者随时间的进退过程和位置的年代际变化特征。研究表明:我国春季云量西北大于东北,夏季云量东北大于西北;云量的逐月变化主要表现为大值区范围的增减和纬向移动,夏季风推进初期季风区云量稳定,中后期年际波动较大;云量变化可分为:全区一致型、南北反相型和南北少(多)中间多(少)三种模态;云量大值区的逐候经向移动与副热带夏季风的进退在时间和空间上存在一致性,7—8月平均50%和65%云量线分别对应副热带夏季风北边缘带的北界和南界,且两者具有同步的进退过程和位置的年代际变化特征;20世纪80—90年代,边缘带气候趋于干旱,21世纪初以后边缘带气候趋于湿润。     

近115a中亚干湿气候变化研究

利用1901—2015年东英吉利大学气候研究中心(CRU)提供的月平均气温、降水、潜在蒸散量以及西班牙比利牛斯生态研究所(IPE-CSIC)创建的12个月尺度的标准化降水蒸散指数SPEI_(12),对中亚地区近115 a气候要素进行综合分析,并探究中亚地区干湿气候的时空变化。结果表明,中亚地区年平均气温的空间分布表现为东、西部高,中部低,全区呈显著增温趋势,其气候倾向率为0.15℃·(10 a)~(-1);年降水量表现为中南部多,东、西部少,除北部哈萨克斯坦平原地区外其他区域降水量均为增多趋势;全区年潜在蒸散量远大于年降水量,且与地形及下垫面联系密切,表现为东西部沙漠地区大,中部山区相对较小的特征;考虑水热平衡的干湿指数SPEI_(12)在哈萨克平原为弱的减小(略变干)趋势,其他区域呈增大(变湿)趋势。利用旋转经验正交函数(REOF)对SPEI_(12)进行分解得到6个子区域,各分区气温突变时间东边早于西边,降水量西边显著增多早于东边,且SPEI_(12)突变时间西边早于东边。利用集合经验模分解(EEMD)对SPEI_(12)和降水量不同时间尺度及其变化周期进行分析,得到SPEI_(12)存在准14 a的显著振荡周期,降水量存在准3 a、14 a的显著振荡周期。     

近60年气候冷暖波动背景下西太平洋副高特征的变异及其与海温关系的变化

采用国家气候中心的副高特征指数资料,美国NCEP/NCAR再分析资料和NOAA的海温资料,利用高斯滤波、滑动平均及相关、合成分析等方法,研究了气候冷暖波动背景下西太平洋副热带高压特征的变异及可能原因。结果表明,随着近60 a气候冷暖波动,副高最显著的变化特征为面积扩大、强度加强、脊点西伸、南界南扩,各指数的年际波动均有所加大。副高强度和西脊点与北半球温度变化具有较好的一致性,但脊线位置变化则相对独立,副高强度及其年际变率在1980年代末显著加强,西脊点在1990年代初显著西伸,其年际变率在1990年代末显著增强,脊线位置呈现北-南-北的摆动,其年际变率在1990年代末显著增强。随着气候变暖,赤道中东太平洋冬季海温升高与副高强度增强的关系有所减弱,与脊点西伸的关系则有所加强,范围扩大;北太平洋冬季海温降低与脊线位置南移的关系有所减弱,但与脊点西伸的关系则有所加强;热带西太平洋冬季海温降低与强度增强、脊点西伸的关系有所加强。气候偏暖期Hadley环流加强、南移的主导作用,以及Walker环流上升支减弱辅助作用,使夏季副高呈现强度加强、面积增大、南扩的特征。     

中国西北地区春末夏初降水异常的时空变化特征

利用中国西北五省（区）９０个测站１９６０￣１９９０年５￣６月月总降水量资料,采用ＥＯＦ和ＲＥＯＦ方法对春末夏初降水的空间异常特征、时间变化规律以及降水异常的主要进行了诊断研究。结果表明：中国西北地区春末夏初降水的主要空间异常型表现为全区一致的多雨或少雨型;南北相反变化型和东西相反变化型。西北地区春末夏初降水的主要异常敏感区为西北东部区、河西走廊区、青藏高原东侧区、北疆区、江河源头区和沙漠盆地区。５     

黄河上游径流量演变特征及成因研究

利用黄河上游唐乃亥水文站1956年～1994年各月平均径流量资料,对其自身的变化规律进行诊断分析。结果表明:黄河上游月平均径流量具有很好的持续性,尤其是冬半年,其显着落后自相关可达6～8个月以上,即从秋季到次年初夏,转折期在8月～9月。近40年来,黄河上游流量经历了由小-大-小的演变过程,年径流量表现出较明显的7年周期,而秋季流量呈14年振荡。就径流各级别出现的概率而言,枯水年占41%,异常年份达2/3.夏秋季高原降水量对同期及落后半年之内的径流有显着贡献。前期青藏高原热力作用及大气环流特征对夏秋流量预测具有一定的指示性。     

青藏高原低涡的客观识别及其活动特征

低涡是青藏高原最主要的天气系统之一,其发生发展和移动对高原及东亚地区的天气气候具有重要影响。本文利用CFSR(气候预报系统再分析资料)高空间分辨率再分析资料和高原低涡年鉴,基于低涡人工识别的判定标准,选取2008年作为特征年,定义、检验和完善高原低涡客观识别判定条件,对1979-2016年青藏高原低涡活动特征进行了分析。结果表明,定义的低涡客观识别方法在2008年高原低涡生成频数年变化等方面与年鉴统计结果相近; 2009年低涡发生位置比前人识别的更接近年鉴结果;近38年来平均每年生成低涡71个,生成个数随时间先减少后增多,整体呈现增加的趋势,1997年前后出现气候突变。涡源主要分布在青藏高原西北部,喜马拉雅山脉南部为生成频数次大值。     

祁连山冻土区天然气水合物储层岩石热物性实验研究

采用扫描电镜测试了祁连山冻土区天然气水合物储层泥岩和砂岩微观结构。在显微镜下观察到,泥岩由微小均匀的片状多边形块体构成,这种微观结构使得泥岩中水合物以浸染状赋存;而砂岩内部存在分散状孔隙,砂岩中水合物为孔隙赋存。采用瞬变平面热源法测试了含甲烷水合物储层岩石的导热系数和热扩散率。在温度为-941~941 ℃时,干泥岩导热系数为0577~0853 W·m-1·K-1,含甲烷水合物储层泥岩导热系数为0704~1050 W·m-1·K-1。在温度为-811~928 ℃时,干砂岩导热系数为0828~1271 W·m-1·K-1,含甲烷水合物储层砂岩导热系数为3850~4555 W·m-1·K-1。在温度为-941~941 ℃时,干泥岩热扩散率为0712~0894 mm2·s-1,含甲烷水合物储层泥岩热扩散率为0792~1006 mm2·s-1,干砂岩热扩散率为1198~1674 mm2·s-1,含甲烷水合物储层砂岩热扩散率为1403~1769 mm2·s-1。测试数据表明,对于孔隙型水合物,测定导热系数是一种较好的辨识水合物存在的辅助手段。     

软岩泡水隧道锚变形破坏模型试验

为了研究软岩隧道锚锚体及其围岩泡水后变形破坏的特点,以在建的几江长江大桥为依托,开展了泡水状态（M2）和自然状态（M3）两组缩尺比例为1:30的现场模型试验。通过对各关键测点的试验数据分析,获得了不同状态的模型锚锚体和围岩在破坏过程中的变形特点及规律,并对隧道锚的破坏模式进行了分析。研究表明：不论是模型锚表面还是深部,试验过程中,M2各测点（锚体外侧岩体、锚间岩体等）的位移总体大于M3测点的位移,且破坏荷载值要低于M3。隧道锚围岩含水率不同,破坏模式有所差异。对于含水率为7.39%的M2,其裂隙出现顺序为先洞脸后地表,先西锚后东锚;对于含水率为5.36%的M3,其裂隙先出现在锚体上部地表,然后出现在锚洞斜面,最后在锚碇区大量出现。此外,地形条件也会使得同一含水状态的隧道锚的两个锚体的变形有所差异。研究成果可为软岩隧道锚的修建以及类似的工程设计、施工等提供参考和借鉴。     

安丘-莒县断裂与昌邑-大店断裂朱里以北段空间位置及活动性研究

安丘-莒县断裂与昌邑-大店断裂朱里以北段,主要隐伏于第四系之下,少见断裂出露。本项研究根据近年来开展的大量地球物理探测成果,结合野外地质考察、钻探验证以及断层活动资料等的分析对比,阐述了安丘-莒县断裂与昌邑-大店断裂的空间位置和构造特征,并应用区域地震地质、第四纪地质方法和断裂活动的绝对年龄资料对断裂现代活动性进行研究,认为安丘-莒县断裂主要经方家屯村东、文山东坡、石湾店南村西、东冢镇后柳村东、下营等地,属晚更新世活动断裂;昌邑-大店断裂作为郯庐断裂带东地堑的东侧边界断裂,控制潍河东侧的青山、青龙山花岗岩体的西边界,经董家隅村东、下营东,向北大致与安丘莒县断裂平行延伸至莱州湾,属于早中更新世断裂。     

基于气象要素的我国南方低温雨雪冰冻综合评估

利用1962-2012年260个常规气象观测站的逐日资料, 使用模糊信息分配方法划分我国南方出现低温雨雪冰冻天气时各气象要素的等级, 计算各等级出现的概率, 选取合理的气象要素条件建立了低温雨雪冰冻综合评估指数, 并给出了我国南方发生低温雨雪冰冻的风险区划. 结果表明:日最高气温≤6 ℃, 日最低气温≤0 ℃, 相对湿度≥80%, 日照时数≤1.3 h这一综合气象阈值条件能够合理地评估出南方地区低温雨雪冰冻事件发生的次数和持续时间. 四川省中南部、云南省东北部和贵州省西部、湖南省东部、江西省北部、安徽省、湖北省大部分地区以及陕西省的部分地区发生低温雨雪冰冻的风险等级最高. 近51 a来我国南方低温雨雪冰冻的风险虽有减小的趋势, 但近年出现重大灾害的可能性将有所增加.